ES2202866T3 - Materiales para uso en dispositivos de filtracion del glaucoma. - Google Patents

Materiales para uso en dispositivos de filtracion del glaucoma.

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ES2202866T3
ES2202866T3 ES98925025T ES98925025T ES2202866T3 ES 2202866 T3 ES2202866 T3 ES 2202866T3 ES 98925025 T ES98925025 T ES 98925025T ES 98925025 T ES98925025 T ES 98925025T ES 2202866 T3 ES2202866 T3 ES 2202866T3
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methacrylate
ethyl
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Gustav Graff
Mutlu Karakelle
John W. Sheets, Jr.
John M. Yanni
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Abstract

UNOS MATERIALES PERFECCIONADOS PARA DISPOSITIVO DE FILTRACION ANTIGLAUCOMATOSOS COMPRENDEN AL MENOS UN MONOMERO CON LA FORMULA (I) EN LA QUE X ES H O CH 3 ; M ES 0-10; Y ES CERO, O O S; R ES CERO, H O UNA COMBINACION ALIFATICA, AROMATICA O ALIFATICO/AROMATICA DE UN MAXIMO DE DOCE ATOMOS DE CARBONO, QUE PUEDEN SER SUSTITUIDOS O NO SUSTITUIDOS CON CL, F, BR, O UN ALCOXI DE UN MAXIMO DE CUATRO ATOMOS DE CARBONO; Y UN MONOMERO DE RETICULACION QUE TIENE DOS O MAS GRUPOS ETILENICAMENTE INSATURADOS.

Description

Materiales para uso en dispositivos de filtración del glaucoma.
Campo de la invención
La presente invención se refiere al campo de la oftalmología. Más específicamente, la invención se refiere a materiales polímeros para usarlos en la fabricación de dispositivos de filtración del glaucoma.
Antecedentes de la invención
Las causas subyacentes del glaucoma no se entienden completamente. Sin embargo, se sabe que una presión intraocular elevada es uno de los síntomas asociados con el desarrollo del glaucoma. Las subidas de la presión intraocular pueden finalmente conducir al deterioro o a la pérdida de la función visual normal debido al daño en el nervio óptico. También se sabe que la presión intraocular elevada es causada por un exceso de fluido (por ejemplo, humor acuoso) en el interior del ojo. Se cree que el exceso de fluido intraocular es resultado del bloqueo o deterioro del drenaje normal del fluido desde el ojo por vía de la malla trabecular.
Las terapias actuales con fármacos para tratar el glaucoma intentan controlar la presión intraocular mediante el incremento del drenaje o "flujo de salida" del humor acuoso desde el ojo o disminuyendo la producción o "flujo de entrada" del humor acuoso por los procesos ciliares del ojo. En algunos casos, los pacientes se vuelven resistentes a la terapia con fármacos. En otros casos, el uso de terapia solamente con fármacos no es suficiente para controlar adecuadamente la presión intraocular, particularmente si hay un bloqueo grave de los conductos normales para el flujo de salida del humor acuoso. Así, algunos pacientes requieren intervención quirúrgica para corregir el flujo de salida disminuido del humor acuoso y de este modo normalizar o al menos controlar su presión intraocular. El flujo de salida del humor acuoso se puede mejorar por medio de procedimientos quirúrgicos intraoculares conocidos por los expertos en la técnica como procedimientos de trabeculectomía. Estos procedimientos se denominan colectivamente en la presente memoria como "cirugía de filtración del glaucoma".
Los procedimientos utilizados en la cirugía de filtración del glaucoma generalmente suponen la creación de una fístula para promover el drenaje del humor acuoso en una ampolla de filtración preparada quirúrgicamente. Alternativamente, los dispositivos de filtración se han usado para desviar el humor acuoso por vía de una cánula desde la cámara anterior del ojo al interior de un dispositivo dispersante implantado debajo de una ampolla creada quirúrgicamente. Se conocen varios diseños de implantes de filtración. Véase, por ejemplo, Prata et al., Ophthalmol. 102:894-904 (1995) que recopila una variedad de implantes de filtración disponibles hechos de materiales de polipropileno, polimetilmetacrilato, o silicona. Véase también, Hoskins et al., Ophthalmic Surgery 23:702-707 (1992).
La fibroplasia de la herida es una causa común de fallo para los dispositivos de filtración del glaucoma. La fibroplasia da lugar al encapsulado del dispositivo, limitando el flujo de salida del humor acuoso. Hay una necesidad de un material mejorado para el dispositivo de filtración del glaucoma que exhiba flexibilidad, sea resistente a la bioerosión y a la adhesión de tejido, y no despierte una respuesta inmune significativa.
Compendio de la invención
Esta invención se dirige a materiales de dispositivos de filtración del glaucoma que comprenden uno o más monómeros que tienen la siguiente estructura:
CH_{2} =
\uelm{C}{\uelm{\para}{X}}
---COO---(CH_{2})_{m}---Y---R
en la que:
X es H o CH_{3};
m es 0-10;
Y es nada, O, o S;
R es nada, H, o un grupo alifático, aromático o combinación de alifático/aromático de hasta doce átomos de carbono, que pueden estar no sustituidos o sustituidos con Cl, F, Br, o un grupo alcoxi de hasta cuatro átomos de carbono; y
un monómero reticulante que tenga dos o más grupos etilénicamente insaturados.
Descripción detallada de la invención
El material del dispositivo de filtración del glaucoma de la presente invención comprende uno o más monómeros de Fórmula I:
(I)CH_{2} =
\uelm{C}{\uelm{\para}{X}}
---COO---(CH_{2})_{m}---Y---R
en la que:
X es H o CH_{3};
m es 0-10;
Y es nada, O, o S;
R es nada, H, o un grupo alifático, aromático o combinación de alifático/aromático de hasta doce átomos de carbono, que pueden estar no sustituidos o sustituidos con Cl, F, Br, o un grupo alcoxi de hasta cuatro átomos de carbono; y
un monómero reticulante que tenga dos o más grupos etilénicamente insaturados.
Monómeros adecuados de la fórmula anterior incluyen, pero no se limitan a: metacrilato de 2-etilfenoxilo; metacrilato de 2-etiltiofenilo; metacrilato de 2-etilaminofenil; metacrilato de fenilo; metacrilato de bencilo; metacrilato de 2-feniletilo; metacrilato de 3-fenilpropilo; metacrilato de 4-fenilbutilo; metacrilato de 4-metilfenilo; metacrilato de 4-metilbencilo; metacrilato de 2,2-metilfeniletilo; metacrilato de 2,3-metilfeniletilo; metacrilato de 2,4-metilfeniletilo; metacrilato de 2-(4-propilfenil)etilo; metacrilato de 2-(4-(1-metiletil)fenil) etilo; metacrilato de 2-(4-metoxifenil)etilo; metacrilato de 2-(4-ciclohexilfenil)etilo; metacrilato de 2-(2-clorofenil)etilo; metacrilato de 2-(3-clorofenil)etilo; metacrilato de 2-(4-clorofenil)etilo; metacrilato de 2-(4-bromofenil)etilo; metacrilato de 2-(3-fenilfenil)etilo; metacrilato de 2-(4-fenilfenil)etilo; metacrilato de 2-(4-bencilfenil)etilo; metacrilato de n-butilo; metacrilato de n-hexilo; metacrilato de 2-etilhexilo; metacrilato de 2-etoxietilo; metacrilato de 2,3-dibromopropilo; metacrilato de ciclohexilo; metacrilato de hidroxietilo; metacrilato de metilo; metacrilato de etilo; metacrilato de trifluorometilo; metacrilato de hidroxipropilo; metacrilato de 1H,1H,5H-octafluoropentilo; metacrilato de 1H,1H-perfluoro-n-octilo; metacrilato de 2,2,2-trifluoroetilo; metacrilato de 1H,1H-heptafluoro-butilo; metacrilato de 1H,1H,11H-eicosafluoro-decilo; metacrilato de 1H,1H,7H-dodecafluoroheptilo; y similares, incluyendo sus acrilatos correspondientes.
El agente reticulante de copolimerización usado en los polímeros de esta invención puede ser cualquier compuesto etilénico insaturado que tenga más de un grupo insaturado. Agentes reticulantes adecuados incluyen, por ejemplo, dimetacrilato de etilenglicol; dimetacrilato de dietilenglicol; metacrilato de alilo; dimetacrilato de 1,3-propanodiol; metacrilato de alilo; dimetacrilato de 1,6-hexanodiol; dimetacrilato de 1,4-butanodiol; y similares, incluyendo sus acrilatos correspondientes. Un agente reticulante preferido es diacrilato de 1,4-butanodiol (BDDA).
Los materiales del dispositivo de filtración del glaucoma de la presente invención pueden comprender homopolímeros de monómeros de Fórmula (I) o copolímeros de dos o más monómeros diferentes de Fórmula (I). Se sobrentenderá por los expertos en la técnica, que entre los polímeros de ésteres acrílicos, los fabricados a partir de monómeros de acrilato tienden a tener una temperatura de transición vítrea menor y a ser más flexibles que los polímeros de metacrilato. Por consiguiente, si se desea un material relativamente flexible, los materiales del dispositivo de drenaje del glaucoma de esta invención comprenderán generalmente copolímeros que contengan un mayor porcentaje molar de monómeros de acrilato de Fórmula I, que de monómeros de metacrilato de Fórmula I. Si se desean materiales flexibles, es preferible que los monómeros de acrilato constituyan desde aproximadamente el 60 por ciento en moles hasta aproximadamente el 95 por ciento en moles del material, mientras que los monómeros de metacrilato constituyan desde aproximadamente el 5 por ciento en moles hasta aproximadamente el 40 por ciento en moles. El más preferible es un copolímero que comprende aproximadamente el 60-70 por ciento en moles de acrilato de 2-feniletilo (PEA) en el que, en la Fórmula (I), X es H, m es 2, Y es nada y R es benceno; y aproximadamente el 30-40 por ciento en moles de metacrilato de 2-feniletilo (PEMA), en el que, en la Fórmula (I), X es CH_{3}, m es 2, Y es nada y R es benceno.
La proporción de los monómeros se elige preferiblemente para producir un material polímero que tenga una temperatura de transición vítrea no mayor de aproximadamente 37ºC, que es la temperatura normal del cuerpo humano. Los polímeros que tienen una temperatura de transición vítrea mayor de 37ºC sólo serán flexibles a temperaturas por encima de 37ºC. Es preferible usar polímeros que tengan una temperatura de transición vítrea algo por debajo de la temperatura normal del cuerpo y no mayor que la temperatura ambiente normal, por ejemplo, aproximadamente 20ºC-25ºC, con el fin de que los dispositivos de filtración del glaucoma se puedan manipular convenientemente a temperatura ambiente.
Los materiales de los dispositivos de filtración del glaucoma deben exhibir suficiente resistencia como para permitir que el cirujano los manipule sin que se fracturen o sin que sufran un daño significativo de otra manera. Se prefieren los materiales polímeros que exhiben una elongación de al menos el 150%. Más preferiblemente, los materiales polímeros que exhiben una elongación de al menos el 200%. Los dispositivos de filtración del glaucoma fabricados de materiales polímeros que se rompen a menos del 150% de elongación pueden no resistir la distorsión que ocurre necesariamente cuando se implantan quirúrgicamente.
Los materiales polímeros de esta invención se preparan generalmente por métodos convencionales de polimerización. Se prepara una mezcla en las proporciones deseadas de los monómeros líquidos junto con un iniciador térmico convencional de radicales libres. La mezcla se puede luego introducir en un molde de forma conveniente para formar el dispositivo de filtración del glaucoma deseado. La polimerización se puede realizar, por ejemplo, por calentamiento suave para activar el iniciador. Iniciadores térmicos de radicales libres típicos incluyen peróxidos, tal como peróxido de benzofenona, peroxicarbonatos, tal como peroxidicarbonato de bis-(4-t-butilcicloexilo), azonitrilos, tal como azobisisobutironitrilo, y similares. Un iniciador preferido es peroxidicarbonato de bis-(4-t-butilcicloexil) (PERK). Alternativamente, los monómeros se pueden fotopolimerizar usando un molde que es transparente a la radiación actínica de una longitud de onda capaz de iniciar la polimerización de estos monómeros acrílicos por si misma. También se pueden introducir compuestos fotoiniciadores convencionales, por ejemplo, un fotoiniciador tipo benzofenona, para facilitar la polimerización. También se pueden introducir agentes fotosensibilizantes para permitir el uso de longitudes de onda mayores; sin embargo, al preparar un polímero que se destina a una larga permanencia en el ojo, generalmente es preferible mantener al mínimo el número de ingredientes en el polímero para evitar la presencia de materiales que se pudiesen lixiviar desde el dispositivo de filtración del glaucoma al interior del ojo.
Se conocen muchos diseños de dispositivos de filtración del glaucoma. Los materiales polímeros de la presente invención se pueden usar en la fabricación de dispositivos de filtración del glaucoma de virtualmente cualquier diseño, incluyendo, por ejemplo, los diseños conocidos como los implantes de glaucoma Molteno, Ahmed, Baerveldt, disco de Krupin y Optimed. Véase, Prata et al., Ophthalmol. 102:894-904 (1995). Véase también la patente de EE.UU. número 5.476.445, que describe el implante de Baerveldt en detalle, pero con materiales elastómeros de silicona en lugar de con los materiales acrílicos de la presente invención. Para otro conocido diseño de implante, véase la Publicación Internacional número WO 95/35078 que describe un implante de esclerotomía.
El material preferido del dispositivo de filtración de la presente invención comprende un copolímero con aproximadamente 65 partes en peso de PEA, 30 partes en peso de PEMA y 3,2 partes en peso de BDDA.
Los materiales del dispositivo de filtración de la presente invención se pueden moldear en, por ejemplo, moldes de polipropileno. Después de curar el material polímero, el molde que contiene el material curado se puede luego conformar o cortar en la forma deseada. Este molde conformado se puede luego montar fácilmente para realizar cualquier operación de perfilado antes de retirar el molde. Puede ser más fácil realizar las operaciones de conformado si el material moldeado se enfría primero a menos de 10ºC y preferiblemente a menos de 0ºC.
La invención se ilustrará adicionalmente con los ejemplos siguientes que intentan ser ilustrativos, pero no limitantes.
Ejemplo 1
Estos ejemplos ilustran la preparación de materiales adecuados para usar en la fabricación de dispositivos de filtración del glaucoma.
Una mezcla de 90 por ciento en moles de acrilato de 2-feniletilo (PEA), 5 por ciento en moles de dimetacrilato de 1,6-hexanodiol (HDDMA), y 0,1 por ciento en peso de peroxidicarbonato de bis(4-t-butilciclohexilo) se desgasificó y se transfirió al interior de un molde de película hecho de dos placas de vidrio con una capa de una película de poli(tereftalato de etileno) en cada uno de los lados enfrentados, estando las placas separadas por una junta de silicona de 0,8 mm de espesor. El molde se diseñó de forma que no hubiese aumento de presión diferencial entre el interior y el exterior del molde durante la polimerización. El molde se llenó completamente inyectando la mezcla, por ejemplo, por medio de una jeringa, en un orificio de llenado hasta que el molde se llenó y el exceso de mezcla de monómero se descargó a través de una abertura de salida.
El molde lleno se calentó luego en una atmósfera inerte, durante 15 horas a 50ºC. Al final del periodo de polimerización, se abrió el molde y se retiró la hoja curada de polímero. Se encontró que el material era blando, y plegable, con una temperatura de transición vítrea de aproximadamente 12ºC.
Se fabricaron materiales adicionales usando el procedimiento anterior pero variando la proporción de los ingredientes. Las formulaciones se resumen en la Tabla 1, Ejemplos 1-10.
TABLA 1
Composición de monómeros* \hskip10mm Propiedades
Ejem. Nº PEA PEMA HDDA BDDA Tg (ºC) Elongación (%) Tan
1 90 5 5 12 - - - 0,08
2 89,5 10 0,5 10 490 0,16
3 89 10 1 11 330 0,32
4 88,5 10 1,5 10 200 0,16
5 88 10 2 10 220 0,10
6 79,5 20 0,5 13 500 0,45
7 79 20 1 11 300 0,23
8 78,5 20 1,5 11 220 0,29
9 78 20 2 15 230 0,25
10 70 30 3 20 200 0,25
PEA : acrilato de 2-feniletilo
PEMA : metacrilato de 2-feniletilo
HDDMA: dimetacrilato de 1,6-hexanodiol
BDDA : diacrilato de 1,4-butanodiol
Tg - Temperatura de transición vítrea
Elongación - Elongación final a 20ºC
Tan - Razón entre el módulo de pérdida y el módulo de almacenamiento a 37ºC.
* Las concentraciones se expresan como porcentaje en peso en los Ejemplos Nº 1-9
y en partes en peso en el Ejemplo Nº 10.
La temperatura de transición vítrea (Tg) se midió por análisis térmico diferencial usando equipamiento convencional. La elongación final se midió a 20ºC por medio de un instrumento de elongación Mini-Mat fabricado por Polymer Labs, Inc., en el que las probetas cortadas a partir de la hojas de 0,8 mm de grosor se embridaron en mordazas opuestas que se separaron hasta que las muestras se fracturaron. El índice de refracción a 20ºC se midió con un refractómetro Abbe. La razón entre el módulo de pérdida y el módulo de almacenamiento (Tan) se midió a 37ºC con un analizador térmico dinámico mecánico fabricado por Polymer Labs, Inc., en el que una muestra de la hoja de 0,8 mm de grosor se hizo vibrar y se determinó la razón entre la fuerza restauradora y la fuerza de excitación.
Ejemplo 2
Los siguientes copolímeros se pueden preparar usando procedimientos de polimerización convencionales. Todas las concentraciones se expresan en partes en peso.
TABLA 2
1 2 3 4 5 6 7 8 9
PEMA 30 15 15 17 15 30 30 30 30
PEA 65 80 80 80 80 65 - - - - 65
PPA - - - - - - - - - - - - 65 - - 65
POEA - - - - - - - - - - - - - - 65 - -
BDDA - - - - - - - - - - - - 3,2 3,2 3,2
DDDA - - - - 3,2 - - - - - - - - - - - -
PE400DA - - - - - - 3,2 - - - - - - - - - -
PE1000DMA - - - - - - - - 3,2 10 - - - - - -
BZP 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Código de materiales
PEA acrilato de 2-feniletilo
PEMA metacrilato de 2-feniletilo
PPA acrilato de 3-fenilpropilo
POEA acrilato de 2-fenoxietilo (Polysciences, lavado cáustico)
BDDA diacrilato de 1,4-butanodiol, agente reticulante
DDDA diacrilato de 1,10-decanodiol, agente reticulante
PEG400DA diacrilato de polietilenglicol 400, agente reticulante
PE1000DMA dimetacrilato de polietilenglicol 1000, agente reticulante
BZP Peróxido de benzoílo
Aunque también podrían ser convenientes otros métodos de curado conocidos, un método de curado térmico de los materiales de la presente invención supone colocarlos en un horno con circulación de aire durante 16 a 18 horas a 65ºC, seguido por 3 h a 100ºC.
La invención que ahora se ha descrito completamente, se entenderá que puede realizarse en otras formas y variaciones específicas. Por consiguiente, las realizaciones descritas anteriormente son para ser consideradas en todos los aspectos como ilustrativas y no restrictivas, estando el alcance de la invención indicado por las reivindicaciones añadidas más que por la descripción precedente, y todos los cambios que ocurran dentro del significado y rango de equivalencia de las reivindicaciones se pretende que estén incluidas aquí.

Claims (7)

1. Un dispositivo de filtración del glaucoma, que comprende un monómero de fórmula:
CH_{2} =
\uelm{C}{\uelm{\para}{X}}
---COO---(CH_{2})_{m}---Y---R
en la que:
X es H o CH_{3};
m es 0-10;
Y es nada, O, o S;
R es nada, H, o un grupo alifático, aromático o combinación de alifático/aromático de hasta doce átomos de carbono, que puede estar no sustituido o sustituido con Cl, F, Br, o un grupo alcoxi de hasta cuatro átomos de carbono; y
un monómero reticulante que tenga dos o más grupos etilénicamente insaturados.
2. El dispositivo de la reivindicación 1, en el que el monómero se selecciona del grupo que consiste en metacrilato de 2-etilfenoxilo; metacrilato de 2-etiltiofenilo; metacrilato de 2-etilaminofenil; metacrilato de fenilo; metacrilato de bencilo; metacrilato de 2-feniletilo; metacrilato de 3-fenilpropilo; metacrilato de 4-fenilbutilo; metacrilato de 4-metilfenilo; metacrilato de 4-metilbencilo; metacrilato de 2,2-metilfeniletilo; metacrilato de 2,3-metilfeniletilo; metacrilato de 2,4-metilfeniletilo; metacrilato de 2-(4-propilfenil)etilo; metacrilato de 2-(4-(1-metiletil)fenil)etilo; metacrilato de 2-(4-metoxifenil) etilo; metacrilato de 2-(4-ciclohexilfenil)etilo; metacrilato de 2-(2-clorofenil)etilo; metacrilato de 2-(3-clorofenil)etilo; metacrilato de 2-(4-clorofenil)etilo; metacrilato de 2-(4-bromofenil)etilo; metacrilato de 2-(3-fenilfenil)etilo; metacrilato de 2-(4-fenilfenil)etilo; metacrilato de 2-(4-bencilfenil)etilo; metacrilato de n-butilo; metacrilato de n-hexilo; metacrilato de 2-etilhexilo; metacrilato de 2-etoxietilo; metacrilato de 2,3-dibromopropilo; metacrilato de ciclohexilo; metacrilato de hidroxietilo; metacrilato de metilo; metacrilato de etilo; metacrilato de trifluorometilo; metacrilato de hidroxipropilo; metacrilato de 1H,1H,5H-octafluoropentilo; metacrilato de 1H,1H-perfluoro-n-octilo; metacrilato de 2,2,2-trifluoroetilo; metacrilato de 1H,1H-heptafluoro-butilo; metacrilato de 1H,1H,11H-eicosafluorodecilo; metacrilato de 1H,1H,7H-dodecafluoroheptilo; y sus acrilatos correspondientes.
3. El dispositivo de la reivindicación 1, en el que el dispositivo comprende dos o más monómeros de fórmula:
CH_{2} =
\uelm{C}{\uelm{\para}{X}}
---COO---(CH_{2})_{m}---Y---R
en la que:
X es H o CH_{3};
m es 0-10;
Y es nada, O, o S;
R es nada, H, o un grupo alifático, aromático o combinación de alifático/aromático de hasta doce átomos de carbono, que puede estar no sustituido o sustituido con Cl, F, Br, o un grupo alcoxi de hasta cuatro átomos de carbono.
4. El dispositivo de la reivindicación 3, en el que el dispositivo comprende un monómero de acrilato y un monómero de metacrilato.
5. El dispositivo de la reivindicación 4, en el que el monómero de acrilato es PEA, presente en una concentración de aproximadamente 65% en peso; el monómero de metacrilato es PEMA, presente en una concentración de aproximadamente 30% en peso; y el monómero reticulante es diacrilato de 1,4-butanodiol, presente en una concentración de aproximadamente 3,2% en peso.
\newpage
6. El dispositivo de la reivindicación 1, en el que el monómero reticulante se selecciona del grupo que consiste en dimetacrilato de etilenglicol; dimetacrilato de dietilenglicol; metacrilato de alilo; dimetacrilato de 1,3-propanodiol; metacrilato de alilo; dimetacrilato de 1,6-hexanodiol; dimetacrilato de 1,4-butanodiol; y sus acrilatos correspondientes.
7. El dispositivo de la reivindicación 6, en el que el monómero reticulante es diacrilato de 1,4-butanodiol.
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